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文檔簡介
智能電器(七)鄒積巖教授七配電自動化---智能電器應(yīng)用之一7.1配電自動化的基本概念與模式7.2重合器與分段器7.3FTU與主站7.4配電自動化的通訊7.5典型案例7.1配電自動化的基本概念與模式
基本概念:配電網(wǎng)----輸電系統(tǒng)經(jīng)降壓后經(jīng)電纜或架空線分配到各用電中心的網(wǎng)絡(luò),一般為10kV和35kV系統(tǒng)。配電自動化系統(tǒng)----利用現(xiàn)代電子計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),將配電網(wǎng)的在線和離線數(shù)據(jù)、本電網(wǎng)和用戶數(shù)據(jù)以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和對應(yīng)的地理信息進(jìn)行集成,構(gòu)成完整的自動化系統(tǒng)。其功能包括:配電網(wǎng)及其設(shè)備的檢測、保護(hù)、控制和管理。
DA(DistributionAutomation)或DMS(DistributionManagementSystem)
配電自動化的模式: 1)重合器、分段器、自動配電開關(guān); 2)斷路器、自動配電開關(guān)+RTU+中央主站; 3)重合器、分段器+智能控制器+中央主站,就地智能化與上級管理并存。電壓-時間型重合/分段器
電壓—時間型分段器是根據(jù)加壓或失壓時間的長短來控制其動作,失壓后分閘,加壓后延時合閘或閉鎖。 X時限---分段器加壓后的延時合閘時間; Y時限---若分段器合閘后在未超過Y時限的時間內(nèi)又失壓,則該分段器分閘并被閉鎖在分閘狀態(tài),待下一次再得電時也不再自動合閘。CB1CB2S1S2S3S4S5L1L2L3L4L5L6變電站A變電站B斷路器或重合器,常閉分段器,常開分段器饋線A饋線B
永久性故障情況下動作順序1)設(shè)在L2區(qū)段發(fā)生永久性短路故障,CB1跳閘,S1、S2由于失壓自動分閘;CB1第一次重合,分段器S1檢測到電壓信號后延時X時間合閘,由于短路故障沒有消除,CB1再次跳閘,同時S1因在小于Y時間內(nèi)檢測到失壓,則在分閘后自動閉鎖;CB1第二次重合,恢復(fù)對L1區(qū)段的供電。2)聯(lián)絡(luò)開關(guān)S3在系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下,兩側(cè)均有電壓,當(dāng)一側(cè)供電電源失去后,S3開始計時,在XL時延后自動合閘,向L3區(qū)段供電;S2檢測到電壓信號后延時合閘,由于短路故障沒有消失,CB2跳閘;S5、S4、S3、S2因失壓而自動分閘,其中,S2因在小于Y時間內(nèi)失壓,還執(zhí)行自動閉鎖功能。3)CB2重合,S5、S4、S3分別延時X時間依次合閘,由變電站B對L3區(qū)段恢復(fù)供電。
x時限、y時限,閉鎖(第四區(qū)段永久故障)2)RTU(RemoteTerminalUnit)模式配電自動化開關(guān)(分段器)帶RTU,把網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)實時報告主站,由主站發(fā)指令,在斷路器分閘后由分段器執(zhí)行隔離故障任務(wù)。 ----特點:有“四遙”功能(遙信、遙測、遙控、遙調(diào)),全計算機(jī)控制,可一次完成隔離故障、恢復(fù)健康區(qū)段供電。 ----不足:對通訊依賴太強(qiáng),可靠性代價高。 3)重合器、分段器+智能控制器+中央主站。 就地智能化,可獨立完成隔離故障的任務(wù),也可按上級指令行事;結(jié)合二者優(yōu)點,可靠性高??煞植綄嵤?,符合中國特色!2分段器的結(jié)構(gòu)與原理高參數(shù)負(fù)荷開關(guān)+智能控制器+自具電源,按程序設(shè)定動作。任務(wù):在重合器分閘時動作隔離故障,可以重合短路電流。一般也選真空開關(guān)作為一次元件;控制器與重合器類似,有高壓操動機(jī)構(gòu)(自具)和儲能機(jī)構(gòu)。7.3FTU與主站 配電自動化實際上有兩部分組成:變電站自動化和饋線自動化。鑒于前者已基本完成,目前主要做饋線自動化工作,并就稱之配電自動化。
FTU(FeederTerminalUnit)饋線自動化終端的主要功能:
a)四遙,b)故障信息采集與處理,c)電能質(zhì)量監(jiān)測,d)斷路器在線監(jiān)測,e)PLC,f)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等。
線路對FTU的特殊要求: a)環(huán)境惡劣,b)體積小、易安裝,c)功耗要小,自帶電源。主站服務(wù)器:長期工作制,冗余和雙機(jī)互為備份等。《配電系統(tǒng)自動化規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》中FTU具體要求:1)采集并發(fā)送狀態(tài)量,遙信變位主動上報;2)交流采樣并發(fā)送遙測量;3)過電流識別(相間短路、單相接地、過流和浪涌);4)故障區(qū)段的自動隔離和恢復(fù);5)與主站通訊,接受、執(zhí)行遙控指令、參數(shù)可遠(yuǎn)程下載;6)被測量跨越死區(qū)傳送;7)越限告警和本體故障告警;8)自帶UPS或蓄電池;9)交流電源失電開關(guān)仍能進(jìn)行合分操作;程序可自恢復(fù)。配電自動化的主站系統(tǒng) 配電自動化主站應(yīng)滿足以下要求:
1)標(biāo)準(zhǔn)化、開放性、可擴(kuò)充性;2)實時性,可記錄性;3)可維護(hù)性。
主站的基本功能: 1)采集并保存現(xiàn)場送來的實時數(shù)據(jù)以及反映電網(wǎng)、設(shè)備及用戶情況的數(shù)據(jù); 2)運(yùn)行DA/DMS軟件,處理實時數(shù)據(jù)、下發(fā)控制指令,故障錄波以及媒體輸出等; 3)提供基于GIS的圖形用戶界面以及與其他系統(tǒng)如企業(yè)管理信息系統(tǒng)MIS等接口。配電自動化的主站的軟硬件配置 硬件:前置機(jī)(實時數(shù)據(jù)庫,雙冗余),局域網(wǎng)(共享或交換式以太網(wǎng)),數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,圖形服務(wù)器,管理工作站。 軟件:操作系統(tǒng)(UNIX或WindowsNT),網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,數(shù)據(jù)庫,人機(jī) 界面, 系統(tǒng)接口 高級應(yīng) 用軟件。7.4配電自動化的通訊1特點與要求終端接點數(shù)量大、分散,通訊距離相對短,數(shù)據(jù)量較小。首先,要求適應(yīng)苛刻的運(yùn)行條件又有極高的可靠性;在電網(wǎng)故障時仍要保證通訊正常;還要考慮經(jīng)濟(jì)性和維護(hù)方便。2通訊方案的選擇光纖通信:高代價,高質(zhì)量;無線電通信:經(jīng)濟(jì)、方便,但資源有限,有被干擾的可能;載波:受電網(wǎng)結(jié)構(gòu)限制。專用線(含租用電話線):距離短,抗干擾不強(qiáng)。3通信協(xié)議:國家規(guī)定使用IEC870.5通信規(guī)約;以前曾用過DNP3.0規(guī)約,與IEC870.5基本兼容。電力系統(tǒng)通信協(xié)議體系UCA(美國,1991)7.5典型案例
--浙江省海寧市紅閘線、廣福線配電自動化實施方案
1總體模式 選擇“重合器+分段器”的模式,加裝一般通訊手段完成“三遙”,實現(xiàn)電力調(diào)度和管理,但又不依賴于通訊,適合于占我國電網(wǎng)大多數(shù)的農(nóng)村電網(wǎng)和供電要求不是很高的城市和市郊電網(wǎng)。2開關(guān)與控制器的選型 斷路器和負(fù)荷開關(guān)為我們開發(fā)的干式柱上真空開關(guān),無油、無氣,耐污穢等級為四級,其電氣性能通過了42kV/1min的工頻耐壓試驗、耐污穢試驗及淋雨試驗;采用永磁操動機(jī)構(gòu),可靠性高;總體性能指標(biāo)和參數(shù)高于目前廣泛使用的其他柱上開關(guān)。
浙江省海寧市紅閘線、廣福線配電自動化實施方案
浙江省海寧市紅閘線、廣福線配電自動化實施方案
當(dāng)電站出線側(cè)的重合器信號引入電站后,根據(jù)延時重合的時間,可確定故障區(qū)段。故障定位器在重合器第一個切除瞬時故障的分合后開始計時,每計一個X時間故障區(qū)段位置向前加一。例如在出線后第三個分段器后發(fā)生了永久性故障,則故障定位器計數(shù)到第三個X時間時重合器分閘,反映了第三段至第四段有故障。故障定位只需重合器的合、分閘信號,另加計時與顯示單元即可。 出線重合器與變電站之間的通訊可以根據(jù)變電站的具體實際情況而定。小于1km可以直接用雙絞線通過485接口通訊。本章
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